气候变化将导致美国农业全要素生产率下降

近日，美国《国家科学院院刊》发表文章显示，1981—2010年温度和降水解释了约70%美国区域农业全要素生产率（TFP）的增长，如果这一关系继续下去，预计到2050年美国农业TFP将下降到1980年前的水平。

农业生产力对气候的敏感性尚未得到充分量化。美国农业的TFP持续增长了半个多世纪，其中，大部分增长通常归因于技术变革。量化TFP和气候变化之间的关系对于预测美国农业TFP未来的发展趋势至关重要。

来自美国马里兰大学、中国南京信息工程大学、美国科罗拉多州立大学和中国华东师范大学的研究者通过多元回归模型分析了气候变化与区域农业TFP变化之间的相关性，并预测了未来农业TFP的变化趋势。研究结果显示，1981—2010年温度和降水解释了约70%美国区域农业TFP的增长。到目前为止，气候变化对区域TFP的影响已超过了技术进步。如果这一关系继续下去，预计在中到高排放情景下气候变化将导致TFP的年均下降率达到2.84%~4.34%。因此，即使将目前的创新速度考虑在内，到2050年美国农业TFP也将下降到1980年前的水平。该研究对气候变化与农业TFP进行了综合评估，为政策制定者提供了更客观的信息参考。（董利苹）

新研究表明赤潮可预测

近日，美国斯克里普斯海洋研究所在其官方网站发布报道称：赤潮的产生不是纯粹的随机事件，而是可以预测的，并使用EDM方法帮助科学家找到产生赤潮的因素。该项目受到了国防部战略环境研究计划、Lenfest海洋计划、国家科学基金会、EPA-STAR奖学金计划和海恩特人口动态奖学金的资助，麦克阿瑟基金会也为站点数据采集计划提供了部分资金。

当某些类型的藻类大量积聚在海洋表面时，会将大面积的水变成红褐色，产生有利的和不利的影响。比如在南加利福尼亚海岸，这些被称为“赤潮”的事件，可以通过照亮冲浪和在冲浪鱼后面创造怪异的蓝色小道，产生令人惊叹的夜间灯光。然而，在其他地区，如佛罗里达州和大湖区，这些水华可能是有毒的，造成鱼类死亡、贝类中毒，并引发人类和海洋哺乳动物的呼吸道问题。

一个世纪以来，科学家一直在试图了解在沿海地区似乎无处不在的赤潮是怎么形成的。加利福尼亚大学圣地亚哥分校科学家George Sugihara及其同事利用斯克里普斯海洋学研究所开发的一种新技术，终于揭开了这个神秘面纱：发现赤潮的产生不是纯粹的随机事件，而是可以预测的，并使用EDM方法帮助科学家找到产生赤潮的因素。这项新的研究将在《生态学》杂志上发表，并在网上公布。EDM方法是基于生态系统总是在变化的想法，必须作为一个整体系统进行研究，而不是单独的部分，对生态系统进行全面分析，使Sugihara及其团队利用现场数据的30年档案来确定引起红潮的机制。这项研究表明，使用创新技术为我们提供诸如如何预测红潮等信息来克服挑战对于了解何时关闭渔业和游泳区以及受影响水域居民的健康来说非常重要。这些水华可能将成为未来赤潮事件预警系统的一部分。（王金平）

美开发二氧化碳转化燃料新催化方法

近日，美国杜克大学研究人员称，其开发的微小纳米粒子能够在仅使用紫外光的条件下将二氧化碳转化为甲烷。该研究发现了能够使用紫外光进行这种重要化学反应的催化剂，该团队还将开发一种能够在自然阳光下运行的催化剂。

长期以来，化学家一直在寻求一种高效的光驱动催化剂来推动二氧化碳转化为甲烷，该反应将有助于减少大气中二氧化碳的增长水平，同时产生的甲烷是许多燃料的关键组成部分。研究发现铑纳米粒子在光照条件下更容易形成纯度更高的甲烷，而不是甲烷和不期望的副产物一氧化碳等均半的混合物。

过去的20年里，科学家发现可以采用光将能量传递到纳米级的金属中，使其成为等离子体。等离子体金属纳米粒子可有效吸收可见光或紫外光，该属性使其被广泛应用于催化剂等众多领域。实验室研究人员合成了吸收紫外光最佳尺寸的铑纳米管作为催化剂，然后将纳米粒子加热至300 ℃时，二氧化碳和氢气反应产生相等的甲烷和一氧化碳混合物，而当用高功率紫外线照射时，二氧化碳和氢气在室温下反应几乎完全转化成了甲烷。杜克大学的Henry Everitt教授指出，对铑纳米结构进行光照射，可以迫使该化学反应沿另一个方向进行，因此实验重点应该是研究如何采用光催化其反应而不是加热。由于催化剂的高分离能力不需要净化产品，从而大大节省了时间和精力，这种控制化学反应的分离能力使其产生含有很少或没有副产物的方式是确定工业规模反应成本和可行性的重要因素。（牛艺博 刘燕）